高速公路后張法預應力混凝土橋梁施工技術與應用

摘 要：后張法預應力混凝土橋梁施工技術可以為橋梁建設提供有力支持，合理應用該技術，能夠提高橋梁的耐久性和承載力，更好地規避裂紋等病害，進而延長橋梁的使用壽命，為我國交通事業的發展作出更大貢獻。該文重點闡述后張法預應力科技在路橋施工中的幾個關鍵環節，并重點介紹在高速公路路橋施工中預應力后張法科技的重要施工方法，并給出相應的常見的措施，可供參考。

關鍵詞：后張法;預應力混凝土;橋梁施工;高速公路;混凝土橋梁

中圖分類號：U445 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2024）22-0193-04

Abstract： The construction technology of post-tensioned prestressed concrete bridge can provide strong support for bridge construction. The reasonable application of this technology can improve the durability and bearing capacity of the bridge， better avoid cracks and other diseases， and then prolong the service life of the bridge， so as to make greater contributions to the development of transportation in our country. This paper focuses on several key links of post-tensioned prestressing technology in road and bridge construction， emphatically introduces the important construction methods of prestressed post-tensioned science and technology in expressway road and bridge construction， and gives the corresponding common measures for reference.

Keywords： post-tensioning; prestressed concrete; bridge construction; expressway; concrete bridge

在高速公路橋梁工程建設中，預應力技術的應用越來越廣泛，因此，預應力技術從單個構件迅速發展到預應力混凝土結構。在此基礎上，高強預應力鋼絞線也得到了推廣和應用。后張法采用先澆筑混凝土后張拉的方法，具有強度高、施工方便的特點。本文對后張法預應力混凝土橋梁的施工技術進行了研究。

1 后張法及預應力混凝土的基本概念分析

在橋梁建設的宏大畫卷中，預應力技術廣泛應用于各個角落，成為我國橋梁工程領域的主要技術支撐。然而，面對現代橋梁工程數量的激增和規模的不斷擴大，傳統的橋梁施工技術顯得力不從心，無法滿足日益提升的工程建設需求。在這樣的背景下，后張法預應力混凝土橋梁施工技術的重要性逐漸凸顯，如同黎明的曙光，照亮了橋梁建設的新方向。預應力混凝土結構通過鋼筋對混凝土施加預應力，使混凝土始終處于一種待命的狀態，巧妙地規避了混凝土結構產生裂縫的風險。即使裂縫出現，也能有效地控制其寬度，防止其對整體結構造成更大的影響。預應力混凝土結構的作用和優勢，如同堅不可摧的堡壘，守護著橋梁工程的安全與穩定。后張法預應力混凝土橋梁施工技術的應用能夠合理地規避裂縫的產生，即使裂縫出現，也能有效地抑制其擴展[1]。后張法預應力混凝土橋梁施工技術能夠使混凝土結構始終處于應戰狀態，并合理地分布應力，從而提高構件的承載力和整體結構的剛度。這一技術需要借助高強度鋼筋和混凝土這2種材料的優點，將它們有效地結合在一起，共同抵抗外界的挑戰，規避裂縫問題，確保橋梁工程的順利進行。

2 后張法預應力混凝土橋梁施工特點及優勢分析

2.1 結構耐受性與抗裂性較強

在傳統的混凝土構造中，預應力的設計并未納入實際施工的考量，這導致日積月累地使用后，混凝土表面有裂縫。隨著時間的推移，裂縫的深度和寬度逐漸擴大，但預裝混凝土構件具有優異的抗裂性能。在重型車輛或長期高壓下，預應力混凝土零件表現出優異的耐久性，其耐老化性遠高于傳統混凝土零件，大大延長了預應力混凝土零件的使用壽命。

2.2 鋼筋強度高

與普通鋼筋砼結構不同，預應力砼中的砼具有一個可作小幅度振蕩的預張拉應力。在實際應用中，由于其內在的構造作用，對其拉伸應力沒有不利的作用。后張預應力砼大橋具有很寬的強度承受范圍，長期服役不會對它的混凝土結構造成任何質量上的變化，總體剛度特性也比較好。

2.3 自身重量減小

盡管預應力混凝土結構的出現，相較于傳統的混凝土結構，當斷面相同時，它就像是一名強壯的戰士，比普通的鋼筋混凝土更有力量，同時，它的自重也大大降低。通過對目前的鋼筋和混凝土的靈活使用，使其變得更加強大，使整個建筑的強度得到了極大的提高[2]。

2.4 抗震性較強

在地震作用下，利用非彈性的物質對橋梁進行受力和變形，使得其容易發生扭轉。在強震作用下，由于結構本身具有較強的彈性形變能力，使得結構在穿越結構層過程中，能夠有效避免地震波對結構產生的沖擊。因此，在選擇合適的結構形式時，首先要對其進行期望的地震反應分析，然后選擇更加環保和經濟的結構形式，并采用10∶1的地震反應模式對其進行試驗研究，以確保橋梁設計的地震特性被認為對應于橋梁的地震目標的位置。設計師還收集了大量有關地震的數據和資料。為了確定材料和施工技術的最佳選擇，在橋梁實際設計之前進行了試驗模型。在對不同地震大小的材料球體的安全性進行建模和收集相關數據后，這將極大地促進地震球體技術的未來應用。如果橋梁的任何部分在測試過程中受到嚴重損壞，請使用柔性抗震材料在現場加強設計，以減少地震造成的損壞。

3 后張法預應力施工技術在高速公路橋梁工程中的應用情況

3.1 施工準備階段

施工前的準備工作是工程實施過程中的一個重要環節，只有做好前期工作，才能為該項目的實施打下堅實的基礎，才能確保該技術的實施效果。所以，在采用后張法施工工藝前，必須對施工前的準備工作給予足夠的重視，確保所有的準備工作都能做好。

3.1.1 檢測施工設備

張拉設備，作為后張法預應力混凝土橋梁施工技術的核心，就如同心臟對于人體的關鍵地位，也是決定技術實施成效的主導力量。因此，保障其性能的穩定性顯得尤為重要。在橋梁的建設歷程中，必須指派專職人員來管理和監督張拉設備的運行狀態，這不僅僅涉及設備的妥善存放與管理，更涵蓋了對其使用過程的細致關注和管理[3]。此外，還需對張拉設備進行日常的維護保養，并定期對其進行校正，以確保其性能的穩定性和可靠性。在施工過程中，會使用千斤頂、油壓表等精密儀器，在使用這些設備之前需要對其進行嚴格的檢驗和校正，以確保它們的精準度。

3.1.2 檢驗材料

預應力混凝土橋梁施工技術，尤其是后張法，宛如一位精致的藝術家，對施工材料的選擇有著極高的要求。這些材料的品質和特性，直接影響著最終作品的效果。因此，必須以嚴謹的態度，對施工材料進行細致的檢驗，只有合格的材料，才能被允許用于橋梁工程的創作之中。其中，鋼絞線在后張法預應力混凝土橋梁施工技術中扮演著至關重要的角色。必須對鋼絞線進行重點質量檢驗，將鋼絞線分成若干批次進行檢驗，每一批次的數量控制在60 t以內，以確保檢驗的精細度和準確性。重點檢驗鋼絞線的力學性能等關鍵參數，只有經過抽樣檢查并合格的材料，才能被投入到施工中。對于后張法預應力混凝土橋梁施工技術的各類施工材料，必須嚴格把關，確保其質量達到標準。嚴格檢驗材料，就是為了確保施工材料的質量，為后張法預應力橋梁施工技術的合理應用奠定堅實的基礎。

3.2 支架安裝與模板搭設

在正式揭開建筑篇章的第一頁，首先須穩穩地安裝支架，隨后搭設模板，如同為混凝土澆筑鋪設堅固的道路，奠定堅實的基礎（圖1）。需依照現場地基承載力的實際情況，合理地安裝和固定支架，確保其承載性能滿足施工的各項需求。完成支架安裝后，對其承載力和穩定性等進行仔細的檢驗，只有當支架的各項性能達到預期要求時，才會開始搭設模板的步驟。搭設模板的過程需要按照嚴格的順序進行。首先搭設底板，接著構建側模，最后進行頂模施工。在這個過程中，設計階段對預留拱度尺寸的合理確定顯得尤為重要，指引著我們前行的方向。完成模板搭設后進行質量檢驗，在模板底部設置沉降觀測點，獲取模板沉降值等數據信息[4]。一旦發現沉降超出設計標準，便會及時調整模板，通過增加支撐等方式有效控制沉降，保障模板施工質量。

3.3 預應力張拉

在施工過程中，如果安裝前不滿足技術流程，特別是電壓控制無效，將對橋梁的整體性能產生負面影響。在一些地區修建高速公路橋梁需要混凝土的預壓，然后是混凝土的應力。高速公路橋梁工程對質量和標準有很高的要求，為了確保橋梁的使用壽命和硬度，施工單位重點監測壓縮混凝土的應力。該項目需要大量復雜類型的橋梁。此外，環境和橋梁的建設也存在一些困難，這需要更換固定設計的承重橋梁。為了滿足橋梁施工的特殊需要，在施工過程中采用了2種受力結構，即早期應力和后期應力。適度集約的工作不僅提高了三腳架的使用率，而且顯著改善了施工工藝，有效地防止了混凝土裂縫。一般來說，在設計應力鋼梁時，應力是估算應力鋼梁強度的關鍵。組裝前張力桿的長度也可用于校正不正確的應力。不同鋼條之間的神經張力存在一些差異[5]。

3.4 鋼筋綁扎和孔道安裝

鋼筋的連接無疑是橋梁建設中最重要的過程。首先，必須嚴格遵守鋼筋和垂直拉緊鋼筋的固定順序。縱向拉伸鋼筋，如主線的應用，比安裝鋼筋優先，以確保橋梁的穩定性和安全。離合器過程結束后，施工人員盡快確認預壓鋼筋的位置，并在鋼架上做細標記。標記后，繼續連接位置棒，以確保其穩定且不會移動。此后，在管道安裝過程中，施工人員將始終確保預裝管道的不間斷運行作為其主要目標。根據橋梁建設計劃，仔細選擇合適的波紋管，為風管安裝提供強大的支撐。然而，每座橋都有自己的獨特性，管道的長度也會相應變化。在安裝鉆機之前，施工人員應仔細檢查管道長度，并采取安全防范措施。在組合區，應使用多層包裝，以減少污泥泄漏的可能性，并提高房屋的安裝質量。在混凝土橋梁設計中，波紋管的位置和質量要求高，不允許任何偏差。通常情況下，波紋管的位置不應超過中間4 m，誤差不應超過3 mm。如果安裝位置偏差較大，會影響波紋管安裝質量。如果施工人員的檢查發現質量問題，應立即解決，以確保混凝土澆筑不間斷，具體施工作業注意要點見表1。在開始施工前，它們會像嚴格的質檢員一樣，對鋼絞線進行全方位的檢查，確認合格后，才能進入下一道工序。在施工過程中，極易發生纏繞等問題。根據這種情況，必須按照規范要求，將鋼絲繩與錨板孔編號，以便順利地進行施工。

3.5 完成混凝土的攪拌、澆筑及養護工作

應特別注意后冷混凝土技術在混凝土混合、澆注和淬火中的應用。攪拌前應仔細檢查建筑材料的質量。只有材料質量符合標準，才能到達現場，否則會影響橋梁的最終質量，就像劣質建筑材料一樣。如果技術材料的質量不能保證，即使采用最先進的混凝土后張力技術，橋梁的使用壽命和耐用性也無法達到最佳空間。因此，必須在材料到達現場之前完成質量控制。在攪拌混凝土過程中，應采用像指揮交響樂團等的集中攪拌方法，合理控制攪拌時間。如果攪拌時間太短，混凝土將無法達到所需的均勻性;如果攪拌時間過長，可能會對混凝土造成破壞。只有混凝土攪拌質量符合標準，下一個過程才能成功完成。攪拌過程完成后，必須開始澆注混凝土。仔細檢查所有預制零件是否符合建筑標準，例如波紋管是否順利使用。只有經過徹底檢查，才能正式開始澆注工作。在澆注過程中，必須合理控制澆注時間，使混凝土入模溫度保持在合理范圍內。與其他建筑項目相比，橋梁混凝土結構的特殊性需要更仔細地考慮。因此，在大多數橋梁工程中，混凝土必須分2個階段進行[6]。第一個澆注通常集中在底部和條紋板上，下一個澆注在頂部。然而，在拆除橋梁箱梁時，采用分層方法是不可行的。應該注意的是，振動會損壞底部或波紋管，因此控制振動強度并快速緩慢地將其取出非常重要。否則，這將導致波紋管中的溶液泄漏，影響橋梁的施工質量。

4 后張法預應力混凝土橋梁施工技術質量控制措施分析

4.1 建立完善的質量管理體系

中標后，施工單位按照分級管理的原則承擔責任，在裝車前的橋梁施工過程中加強質量管理。首先，建立以項目管理、工程質量控制管理和專業施工隊伍為主體的質量管理體系，由三級質量管理機構組成，建立健全各項質量管理體系。增加質量管理人員的數量，塑造施工人員的質量任務，并通過施工過程實施質量管理。其次，以總工程師、質檢員和各級施工人員為首的質量控制體系，負責施工全過程的質量管理。在分析了應用壓力的復雜問題后，提出了可以對常見病害進行有效控制，提高工程質量的對策。在工程建設中，要結合工程所需的各種原材料、工人的職業素質、資格等因素，選用最適合的質量管理系統。管理人員在對考核體系進行改進后，應制訂一套科學的科研方案。為了更好地提升企業的工藝、質量控制，企業的質量管理隊伍應具有較高的素質和較高的職業素質。管理當局可依不同施工工程及情況，履行采購物料、設備儲存及維修之責任，并適當挑選供貨商進行物料采購。同時，根據各種定期維護和清潔設備的實際情況，成立設備維護小組，記錄機械運行狀態，以提高機械和設計的效率。

4.2 加強對混凝土質量的控制

在混凝土的煉制藝術中，材料的配比與質量是決定作品優劣的雙重因素。因此，需要在材料的存儲與運輸階段，嚴格把控質量，確保每一種材料都達到藝術家的標準。在混凝土攪拌站中，設立質量檢測點，對每一種材料進行細致的抽樣檢測與定量檢測，應仔細挑選材料并對其進行定量檢查，以確保樣本的覆蓋范圍和公正性。對進出倉庫的材料進行重新質量檢查，并相應地記錄貨物。如果出現問題，可以快速跟蹤來源并啟動責任程序。當審查過程中出現異常信息時，可以引入第三方的檢測機構，以確保審查的公正性。如果發現材料質量問題，應立即報告，并通知攪拌機停止生產材料。組織設備維護人員對攪拌機進行定期檢查，并聘請IT人員對攪拌機信息系統進行維護，以提高混凝土制備工作的穩定性，確保每項工作的順利完成。在混凝土生產過程中，不斷進行質量測試，包括混凝土強度和坍塌。根據測試結果，不斷優化不同的混凝土復合材料，以計算混合方案，達到最佳效果。提供相關信息，為下一步做準備。

4.3 構筑完善的進度控制機制

一個完善的進度管理體系是保證工程質量、工期和質量的重要保證，為此，建設單位必須深入分析原來的工程進度控制機理;重視建設中的監理工作，對建設中出現的不合理工程、不規范作業等問題，要進行專門的檢查。在工程實施過程中，管理層還要檢查每個崗位的工作責任，建立起施工人員、施工崗位和工作責任三者合一的管理制度，并建立責任追溯制度，以便在出現施工問題的時候，能夠快速地找到合適的解決方案。這樣才能保證項目的正常建設。

5 結束語

綜上所述，在混凝土高速公路橋梁施工過程中采用后張法預應力施工技術，既能從根本上保持施工質量，延長橋梁使用壽命，又能穩定橋梁施工的有效性，保證后續施工任務的順利進行。因此，施工單位必須重視這一施工技術的核心要求，提高其應用效率，盡量避免不必要的工程質量問題。此外，為了實現高速公路橋梁建設的原始設計目標，促進中國高速公路橋梁建設業的蓬勃發展，有必要從實際出發，修改施工方法。

參考文獻：

[1] 余齊錦.分析后張法預應力混凝土橋梁施工技術的應用[J].企業科技與發展，2021（1）：66-68.

[2] 田榮.預應力混凝土橋梁施工中真空壓漿技術的應用探析[J].公路交通科技，2021（6）：301-303.

[3] 王進壽.后張法預應力混凝土橋梁施工技術實踐應用研究[J].住宅與房地產，2022（29）：52-55.

[4] 楊震櫻，李建棟.后張法預應力混凝土橋梁中預應力施工損失分析研究[J].中國水運（下半月），2018，18（2）：206-207.

[5] 李暉.試論后張法預應力混凝土橋梁施工質量控制[J].黑龍江交通科技，2021（12）：261-262.

[6] 王穎.后張法預應力混凝土橋梁施工技術的實踐分析[J].居業，2020（6）：76-77.

作者簡介：代勤飛（1984-），男，工程碩士，高級工程師，注冊安全工程師，監理工程師，一級建造師。研究方向為公路工程、隧道工程。